J1939协议报文格式

### J1939协议报文格式详解

#### 报文结构概述
SAE J1939是一种基于CAN（Controller Area Network）的高级网络协议，专为重型卡车和客车设计。其数据链路层规定了如何构建报文、访问总线以及诊断传送故障的规则[^2]。

#### 帧格式细节
J1939标准中的每一帧由多个部分组成：

- **优先级 (Priority)**：占3位，用于决定消息传输顺序。
- **保留位 (Reserved Bit)**：固定设置为0。
- **数据页 (Data Page)** 和 **PDU格式 (PDU Format, PF)**：共同构成Parameter Group Number (PGN) 的高8位。
- **源地址(Source Address)**：表示发送节点的身份。
- **目标地址(Destination Address)** 或 **PDU特定信息(PDU Specific Information, PS)**：取决于PF字段值的不同而变化。

当PF小于240时，PS代表目的地地址；如果大于等于240，则PS作为扩展PGN的一部分参与计算完整的PGN。

#### PGN与SPN概念说明
- **参数组编号(Parameter Group Number, PGN)** 是指一组具有相同意义的数据集合，通常用来标识具体的应用场景或功能模块。例如，在应用层中定义的F004即是一个典型的PGN实例，它对应于发动机转速测量值[^4]。
- **信号参数编号(Signal Parameter Numbers, SPNs)** 则进一步细化描述了PGN内部各个独立变量的信息，比如上述例子中的第4、5字节就携带了实际的转速数值。

#### 实际案例分析
考虑如下一条典型的消息：
`0x18EA00F9 0x04 0xF0 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00`

这里，
- `0x18EA00F9` 表示整个报头，其中包含了优先级(6)，数据页面标志位(0), PDU格式码(EA)，目的地址(00) 及源地址(F9)；
- 后续字节则遵循所指定PGN的要求来填充具体内容——本例中，由于选择了特殊编码模式下的PGN F004，因此接下来两个字节被解释成当前引擎运转速度的相关读数。

def parse_j1939_message(message_hex):
    message_bytes = bytes.fromhex(message_hex.replace(' ', ''))
    
    priority = (message_bytes[0] >> 26) & 0b111
    pgn_high_byte = ((message_bytes[0] << 8 | message_bytes[1]) >> 8) & 0xFF
    
    source_address = message_bytes[-1]

    if pgn_high_byte >= 240:
        pgn_low_byte = message_bytes[2]
        ps_or_da = None
    else:
        da = message_bytes[2]
        pgn_low_byte = 0
        
    full_pgn = (pgn_high_byte << 8) | pgn_low_byte
    
    data_fields = list(message_bytes[3:-1])
    
    return {
        "priority": priority,
        "source_address": hex(source_address),
        "destination_address/source_specific_info": hex(da or pgn_low_byte),
        "full_PGN": f'0x{full_pgn:X}',
        "data_fields": [f'0x{x:02X}' for x in data_fields],
    }